生态学数量方法及软件应用实习指导.docx
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生态学数量方法及软件应用实习指导
《生态学数量方法及软件应用》
上机操作实习指导
陈书涛编
南京信息工程大学
环境科学与工程学院生态学系
（自编资料，仅供校内使用）
目录
上机实习一MSExcel和SPSS在生态系统变量描述中的应用2
上机实习二利用SPSS进行均值比较4
上机实习三利用统计软件进行生态试验数据的方差分析7
上机实习四利用统计软件进行生态试验数据的一元线性回归13
上机实习五利用统计软件进行生态试验数据的相关分析15
上机实习六利用统计软件进行生态试验数据的多元回归分析17
上机实习七生态数据非线性回归图的制作20
上机实习八Logistic回归与生态数据分析23
上机实习一MSExcel和SPSS在生态系统变量描述中的应用
操作一：
利用Excel制作某种温室气体排放通量、土壤温度、土壤充水空隙度（WFPS）的动态变化图。
（排放通量须标记上标准差SD）
Date（mm/dd/yy）
Flux（mg·m-2·h-1）
Temperature（℃）
WFPS（%）
Average
SD
06/30/03
71.2
2.4
23.3
69.5
07/07/03
49.1
13.5
23.7
69.7
07/14/03
282.2
11.8
23.7
69.7
07/21/03
872.9
19.3
25.6
62.8
07/26/03
239.9
33.1
25.5
71.8
07/28/03
334.4
64.5
27.0
38.9
07/30/03
634.2
63.2
27.3
33.9
08/01/03
604.6
37.6
27.5
30.7
08/04/03
598.2
35.3
28.0
30.3
参考图如下：
图1-1不同日期气体排放通量动态变化图
图1-2土壤温度、土壤充水孔隙度的动态变化图
操作二：
在某一地区抽样测定的12棵乌桕树的树高分别为：
120，12，15，19，68，79，36，67，68，18，12，68（cm），利用软件对这一组数据进行统计性描述，利用SPSS软件求其算术平均值，变异系数，最大值，最小值，全距；制作频数分布图。
基本步骤：
Analyze==>Descriptivestatistics==>Descriptives==>选择相应统计变量==>对结果进行解释。
SPSS统计分析结果：
DescriptiveStatistics
N
Range
Minimum
Maximum
Mean
Std.Deviation
Variance
Statistic
Statistic
Statistic
Statistic
Statistic
Std.Error
Statistic
Statistic
VAR00001
12
108.00
12.00
120.00
48.5000
10.0261
34.73144
1206.273
ValidN（listwise）
12
上机实习二利用SPSS进行均值比较
操作一：
某春小麦良种的千粒重34g，现自外地引入一高产品种，在8个小区种植，得其千粒重（g）为：
35.6、37.6、33.4、35.1、32.7、36.8、35.9、34.6，问新引入品种的千粒重与当地良种有无显著差异？
对SPSS结果进行解释（指出样本标准差、均值、标准误、自由度、t值、p值）。
基本步骤：
SPSS==>Analyze==>one-sampleTtest==>OK==>对结果进行解释。
SPSS统计分析结果：
One-SampleStatistics
N
Mean
Std.Deviation
Std.ErrorMean
VAR00001
8
35.2125
1.64007
.57985
One-SampleTest
TestValue=34
t
df
Sig.（2-tailed）
MeanDifference
95%ConfidenceIntervaloftheDifference
Lower
Upper
VAR00001
2.091
7
.075
1.2125
-.1586
2.5836
操作二：
调查某农场每亩30万苗和35万苗的稻田各5块，得亩产量（单位：
kg）于下表，试测验两种密度亩产量的差异显著性。
表两种密度的稻田亩产（kg）
y1（30万苗）
y2（35万苗）
400
450
420
440
435
445
460
445
425
420
步骤：
（1）定义变量：
把实际观察值定义为X，再定义一个变量G来区分y1与y2。
输入原始数据，在变量G中，y1稻田输入1，y2稻田输入2。
（2）选择[Analyze]=>[CompareMeans]=>[Independent-SamplesTTest]，打开[IndependentsamplesTTest]主对话框。
从主对话框左侧的变量列表中选X，单击按钮使之进入[TestVariable（s）]列表框，选G单击按钮使之进入[GroupingVariable]框，单击[DefineGroups]按钮弹出[DefineGroups]定义框，在[Group1]中输入1，在[Group2]中输入2，单击[Continue]按钮，返回[Independent-samplesTTest]主对话框（如图所示），单击[OK]按钮即完成。
操作三：
选生长期、发育进度、植株大小和其他方面皆比较一致的两株番茄构成一组，共得7组，每组中一株接种A处理病毒，另一株接种B处理病毒，以研究不同处理方法的饨化病毒效果，下表结果为病毒在番茄上产生的病痕数目，试测验两种处理方法的差异显著性。
A、B两法处理的病毒在番茄上产生的病痕数
组别
y1（A法）
y2（B法）
d
1
10
25
－15
2
13
12
1
3
8
14
－6
4
3
15
－12
5
5
12
－7
6
20
27
－7
7
6
18
－12
基本步骤：
[Analyze]=>[CompareMeans]=>[Paired-SamplesTTest]=>OK==>对结果进行解释。
PairedSamplesStatistics
Mean
N
Std.Deviation
Std.ErrorMean
Pair1
VAR00001
9.2857
7
5.76525
2.17906
VAR00002
17.5714
7
6.13344
2.31822
PairedSamplesCorrelations
N
Correlation
Sig.
Pair1
VAR00001&VAR00002
7
.607
.148
PairedSamplesTest
PairedDifferences
t
df
Sig.（2-tailed）
Mean
SD
SE
mean
95%ConfidenceIntervaloftheDifference
Lower
Upper
Pair1
VAR00001-VAR00002
-8.2857
5.28250
1.99660
-13.1712
-3.4002
-4.150
6
.006
上机实习三利用统计软件进行生态试验数据的方差分析
操作一：
不同施肥量下的作物产量是否不同？
（提示：
单因素方差分析）（4重复）
T1，0：
20，22，18，24
T2，100：
50，60，55，58
基本操作步骤：
Analyze=>Comparemeans==>One-wayANOVA==>对结果进行解释。
SPSS统计分析结果：
ANOVA
VAR00002
SumofSquares
df
MeanSquare
F
Sig.
BetweenGroups
2415.125
1
2415.125
188.805
.000
WithinGroups
76.750
6
12.792
Total
2491.875
7
操作二：
某学者进行试验，设置了“control”、“M”、“U”、“N”、“MU”、“MN”、“UN”、“MUN”八个试验处理，每个处理设置3个重复试验小区，研究了在这八个试验处理下种植了一个月的黑麦草的地上部分生物量（单位：
g/m2）。
采用单因素方差分析判断不同试验处理下的NPP是否存在显著差异？
并用相同或不同字母表示处理间的差异显著性。
control
A
U
N
AU
AN
UN
AUN
1
4.0
1.5.
2.0
2.6
3.0
3.3
3.5
2.0
2
4.3
1.3
2.2
2.5
2.5
3.2
3.6
2.3
3
3.9
1.2
2.4
2.3
2.6
3.4
2.0
2.3
基本操作步骤：
Analyze=>Comparemeans==>One-wayANOVA==>PostHoc==>LSD==>对结果进行解释。
SPSS统计分析结果：
ANOVA
VAR00002
SumofSquares
df
MeanSquare
F
Sig.
BetweenGroups
14.250
7
2.036
15.609
.000
WithinGroups
2.087
16
.130
Total
16.336
23
MultipleComparisons
DependentVariable:
VAR00002
LSD
（I）VAR00001
（J）VAR00001
MeanDifference（I-J）
Std.Error
Sig.
95%ConfidenceInterval
LowerBound
UpperBound
1.00
2.00
2.7333
.29486
.000
2.1083
3.3584
3.00
1.8667
.29486
.000
1.2416
2.4917
4.00
1.6000
.29486
.000
.9749
2.2251
5.00
1.3667
.29486
.000
.7416
1.9917
6.00
.7667
.29486
.019
.1416
1.3917
7.00
1.0333
.29486
.003
.4083
1.6584
8.00
1.8667
.29486
.000
1.2416
2.4917
2.00
1.00
-2.7333
.29486
.000
-3.3584
-2.1083
3.00
-.8667
.29486
.010
-1.4917
-.2416
4.00
-1.1333
.29486
.001
-1.7584
-.5083
5.00
-1.3667
.29486
.000
-1.9917
-.7416
6.00
-1.9667
.29486
.000
-2.5917
-1.3416
7.00
-1.7000
.29486
.000
-2.3251
-1.0749
8.00
-.8667
.29486
.010
-1.4917
-.2416
3.00
1.00
-1.8667
.29486
.000
-2.4917
-1.2416
2.00
.8667
.29486
.010
.2416
1.4917
4.00
-.2667
.29486
.379
-.8917
.3584
5.00
-.5000
.29486
.109
-1.1251
.1251
6.00
-1.1000
.29486
.002
-1.7251
-.4749
7.00
-.8333
.29486
.012
-1.4584
-.2083
8.00
.0000
.29486
1.000
-.6251
.6251
4.00
1.00
-1.6000
.29486
.000
-2.2251
-.9749
2.00
1.1333
.29486
.001
.5083
1.7584
3.00
.2667
.29486
.379
-.3584
.8917
5.00
-.2333
.29486
.440
-.8584
.3917
6.00
-.8333
.29486
.012
-1.4584
-.2083
7.00
-.5667
.29486
.073
-1.1917
.0584
8.00
.2667
.29486
.379
-.3584
.8917
5.00
1.00
-1.3667
.29486
.000
-1.9917
-.7416
2.00
1.3667
.29486
.000
.7416
1.9917
3.00
.5000
.29486
.109
-.1251
1.1251
4.00
.2333
.29486
.440
-.3917
.8584
6.00
-.6000
.29486
.059
-1.2251
.0251
7.00
-.3333
.29486
.275
-.9584
.2917
8.00
.5000
.29486
.109
-.1251
1.1251
6.00
1.00
-.7667
.29486
.019
-1.3917
-.1416
2.00
1.9667
.29486
.000
1.3416
2.5917
3.00
1.1000
.29486
.002
.4749
1.7251
4.00
.8333
.29486
.012
.2083
1.4584
5.00
.6000
.29486
.059
-.0251
1.2251
7.00
.2667
.29486
.379
-.3584
.8917
8.00
1.1000
.29486
.002
.4749
1.7251
7.00
1.00
-1.0333
.29486
.003
-1.6584
-.4083
2.00
1.7000
.29486
.000
1.0749
2.3251
3.00
.8333
.29486
.012
.2083
1.4584
4.00
.5667
.29486
.073
-.0584
1.1917
5.00
.3333
.29486
.275
-.2917
.9584
6.00
-.2667
.29486
.379
-.8917
.3584
8.00
.8333
.29486
.012
.2083
1.4584
8.00
1.00
-1.8667
.29486
.000
-2.4917
-1.2416
2.00
.8667
.29486
.010
.2416
1.4917
3.00
.0000
.29486
1.000
-.6251
.6251
4.00
-.2667
.29486
.379
-.8917
.3584
5.00
-.5000
.29486
.109
-1.1251
.1251
6.00
-1.1000
.29486
.002
-1.7251
-.4749
7.00
-.8333
.29486
.012
-1.4584
-.2083
*Themeandifferenceissignificantatthe.05level.
上机实习四利用统计软件进行生态试验数据的一元线性回归
操作一.利用Excel和SPSS分别制作作物产量与氮肥施用量之间、NPP与氮肥施用量之间以及NPP与生物量之间的一元线性回归图，并添加置信区间。
氮施用量
（kgN·hm-2）
作物产量（kg·hm-2）
NPP（kg·hm-2）
0
1232.1
3656.7
100
3088.05
7672.7
197
4006.5
9503.1
200
4704
9989.25
248
4096.05
10455.6
300
4176
12117.5
EXCEL作图示例：
图4-1.作物产量与氮肥施用量的关系
SPSS步骤：
Analyze==>Regression==>Linearregression==>对结果进行解释。
SPSS统计分析结果：
VariablesEntered/Removed
Model
VariablesEntered
VariablesRemoved
Method
1
VAR00001
.
Enter
aAllrequestedvariablesentered.
bDependentVariable:
VAR00002
ModelSummary
Model
R
RSquare
AdjustedRSquare
Std.ErroroftheEstimate
1
.885
.783
.728
651.52232
aPredictors:
（Constant）,VAR00001
ANOVA
Model
SumofSquares
df
MeanSquare
F
Sig.
1
Regression
6118286.498
1
6118286.498
14.414
.019
Residual
1697925.352
4
424481.338
Total
7816211.850
5
aPredictors:
（Constant）,VAR00001
bDependentVariable:
VAR00002
上机实习五利用统计软件进行生态试验数据的相关分析
操作一：
利用pearson相关分析和偏相关分析方法描述土壤湿度和气温对某种植物光合作用的影响。
Moisture
Temperature
Photosysthesis
36.30
24.59
154.38
36.40
24.59
222.53
36.40
24.59
364.69
32.80
26.15
506.85
37.50
26.74
748.53
20.30
28.18
530.05
17.70
28.18
311.57
16.03
28.54
399.48
15.80
29.27
443.44
20.85
28.18
487.40
25.90
26.86
460.83
38.70
23.88
350.77
30.10
26.03
701.50
33.40
22.82
298.17
25.90
25.31
448.67
26.50
24.59
331.77
Pearson相关分析基本步骤：
Analyze==>Correlation==>Biovariate==>OK==>对结果进行解释。
Pearson相关分析SPSS统计分析结果：
Correlations
VAR00001
VAR00002
VAR00003
VAR00001
PearsonCorrelation
1
-.816
-.098
Sig.（2-tailed）
.
.000
.718
N
16
16
16
VAR00002
PearsonCorrelation
-.816
1
.408
Sig.（2-tailed）
.000
.
.117
N
16
16
16
VAR00003
PearsonCorrelation
-.098
.408
1
Sig.（2-tailed）
.718
.117
.
N
16
16
16
**Correlationissignificantatthe0.01level（2-tailed）.
Partial相关分析基本步骤：
Analyze==>Correlation==>Partialcorrelation==>选定变量2为控制变量==>OK==>对结果进行解释。
Partial相关分析SPSS统计分析结果：
---PARTIALCORRELATIONCOEFFICIENTS---
ControllingforVAR00002
VAR00001VAR00003
VAR000011.0000.4459
（0）（13）
P=.P=.096
VAR00003.4459
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